JP2017096182A - Multistage pump - Google Patents
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
本開示は、多段ポンプ、特にケーシング内にオープン形状のガイドベーンを有する多段ポンプに関する。 The present disclosure relates to a multistage pump, and more particularly to a multistage pump having an open-shaped guide vane in a casing.
液体を数MPa〜数十MPaの高い圧力で移送することができるポンプとして、多段ポンプがある。高圧多段ポンプは様々な用途に使用され、例えば、危険な液体を高い圧力で移送するために使用される。 There is a multistage pump as a pump capable of transferring a liquid at a high pressure of several MPa to several tens of MPa. High-pressure multistage pumps are used in a variety of applications, for example, to transfer hazardous liquids at high pressures.
図5は、特許文献1に開示された多段ポンプの拡大断面図である。羽根車13と羽根車13を収容するケーシング16とを多段に配置した多段ポンプにおいて、ケーシング64内に渦巻室76aと、この渦巻室76aの後流側に前面が開放したオープン形状のガイドベーン77とを併設し、羽根車13を全面が開放したオープン形状とし、羽根車13の主板74が渦巻室76aとガイドベーン77により形成される戻り流路76bとの隔壁を構成している。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the multistage pump disclosed in Patent Document 1. In a multistage pump in which the impeller 13 and the casing 16 that houses the impeller 13 are arranged in multiple stages, a spiral chamber 76a in the casing 64, and an open guide vane 77 having a front surface open to the downstream side of the spiral chamber 76a. And the impeller 13 has an open shape with the entire surface open, and the main plate 74 of the impeller 13 constitutes a partition wall between the spiral chamber 76 a and the return flow path 76 b formed by the guide vane 77.
特許文献2は、複数段の羽根車と、羽根車を収容する複数段の中胴と、中胴を収容する中胴カバーと、中胴および中胴カバーを囲む外側ケーシングと、中胴カバーを中胴に固定する固定機構とを備える多段ポンプを開示する。多段ポンプは、軸に固定された複数の羽根車を備えている。各中胴の内部にはガイドベーンが配置されており、各段の羽根車で昇圧された液体を次の段の羽根車に導くようになっている。 Patent Document 2 includes a multi-stage impeller, a multi-stage middle trunk that houses the impeller, a middle trunk cover that houses the middle trunk, an outer casing that surrounds the middle trunk and the middle trunk cover, and a middle trunk cover. A multistage pump including a fixing mechanism for fixing to a middle body is disclosed. The multistage pump includes a plurality of impellers fixed to a shaft. Guide vanes are arranged inside each middle cylinder so as to guide the liquid pressurized by the impeller of each stage to the impeller of the next stage.
本発明者は、多段ポンプの構造を改良すべく鋭意検討した。その結果、以下の知見を得た。 The inventor has intensively studied to improve the structure of the multistage pump. As a result, the following knowledge was obtained.
羽根車の出口に位置するガイドベーンは、一般に、軸方向に垂直な平面方向に延びる2枚の板材の間にディフューザ羽根を挟み込んだ、サンドウィッチに似た複雑な構造を有する。そのため、液体進行方向に対して開口部が狭く、液体の取り込み効率が悪い。さらに、構造が複雑なため、鋳物および溶接等で製造するに当たり加工精度および表面仕上げ精度が低くなりやすい。このように製造に高度の技術が要求されることから、コストが増加する。段数が増えればそれだけコストも増加する。 The guide vane located at the exit of the impeller generally has a complicated structure similar to a sandwich in which a diffuser blade is sandwiched between two plate members extending in a plane direction perpendicular to the axial direction. Therefore, the opening is narrow with respect to the liquid traveling direction, and the liquid intake efficiency is poor. Furthermore, since the structure is complicated, the processing accuracy and surface finishing accuracy tend to be low when manufacturing by casting and welding. In this way, since high technology is required for manufacturing, the cost increases. The cost increases as the number of stages increases.
ガイドベーンの構造において、通常は2枚の板材に挟み込まれているディフューザ羽根について、片側の板材を省略し、すなわちディフューザ羽根の一端を開放し、オープン形状のガイドベーンとすることが考えられる。この場合、板材が不要となる分だけ、開口部の形状を自由に設計できる。その結果、速度ヘッドを圧力ヘッドに効率よく変換できる設計が可能である。 In the structure of the guide vane, it is conceivable that the diffuser blade usually sandwiched between two plate members is omitted from the plate member on one side, that is, one end of the diffuser blade is opened to form an open guide vane. In this case, the shape of the opening can be freely designed as much as the plate material is unnecessary. As a result, a design that can efficiently convert the velocity head into a pressure head is possible.
しかしながら、かかる構成を採用すると、ディフューザ羽根が振動しやすくなり、その結果、エネルギー効率が低下したり、ディフューザ羽根が破損したりする可能性があることが判明した。ディフューザ羽根は羽根車の出口近傍に位置し、羽根車から排出された液体が直接流入する。ディフューザ羽根の一端を開放すると、流速変動の影響を大きく受け、ディフューザ羽根が振動しやすくなる。 However, it has been found that when such a configuration is adopted, the diffuser blades are likely to vibrate, and as a result, energy efficiency may be reduced or the diffuser blades may be damaged. The diffuser blade is located in the vicinity of the exit of the impeller, and the liquid discharged from the impeller directly flows in. When one end of the diffuser blade is opened, the diffuser blade is likely to vibrate due to a large influence of the flow velocity fluctuation.
このため特に、高圧の流体を扱う多段ポンプでは、オープン形状のガイドベーンの採用は困難かと思われた。しかしながら、さらなる検討により、オープン形状のガイドベーンにおいても振動を抑制可能であることに想到した。 For this reason, it seems that it is difficult to use open-type guide vanes, especially in multistage pumps that handle high-pressure fluid. However, further studies have led to the idea that vibration can be suppressed even in an open guide vane.
すなわち本開示が解決しようとする課題は、多段ポンプにおいて、オープン形状のガイドベーンを採用しつつ、ディフューザ羽根の振動を抑制することにある。 That is, the problem to be solved by the present disclosure is to suppress the vibration of the diffuser blade while adopting an open-shaped guide vane in a multistage pump.
本開示にかかる多段ポンプは、羽根車と該羽根車を収容するケーシングとを多段に配置した多段ポンプであって、前記多段ポンプは、前記ケーシング内に、前記羽根車と、前記羽根車の後流側に設けられたガイドベーンとを備え、前記ガイドベーンは、基板と、前記基板から延びる複数のディフューザ羽根を備え、前記ディフューザ羽根の前記基板と対向する端部が開放されたオープン形状をなし、かつ、互いに隣接する前記ディフューザ羽根がなす対の少なくとも一部において、前記ディフューザ羽根の前記開放された端部を互いに結合させて固定する結合構造を備える。 A multi-stage pump according to the present disclosure is a multi-stage pump in which an impeller and a casing that accommodates the impeller are arranged in multiple stages, and the multi-stage pump includes the impeller and the rear of the impeller in the casing. A guide vane provided on the flow side, the guide vane having a substrate and a plurality of diffuser blades extending from the substrate, and having an open shape in which an end portion of the diffuser blade facing the substrate is opened. And at least a part of the pair formed by the diffuser blades adjacent to each other, the coupling structure for coupling and fixing the opened end portions of the diffuser blades to each other.
上記多段ポンプは、各段が備えるディフューザ羽根の枚数が偶数であり、結合構造が、互いに隣接するディフューザ羽根がなす対の一つ置きに設けられていてもよい。 In the multistage pump, the number of diffuser blades provided in each stage may be an even number, and the coupling structure may be provided for every other pair of diffuser blades adjacent to each other.
上記多段ポンプは、各段が備えるディフューザ羽根の枚数が奇数であり、結合構造が、周方向に連続する3枚のディフューザ羽根の開放された端部を互いに結合させて固定する部分を含んでもよい。 The multi-stage pump may include an odd number of diffuser blades included in each stage, and the coupling structure may include a portion that joins and fixes the open ends of three diffuser blades continuous in the circumferential direction. .
上記多段ポンプにおいて、結合構造は、ディフューザ羽根と一体に構成されていてもよい。 In the multistage pump, the coupling structure may be configured integrally with the diffuser blade.
上記多段ポンプにおいて、結合構造は、ディフューザ羽根とは別個の結合部材が、溶接部を介してディフューザ羽根と結合されていてもよい。 In the multistage pump, the coupling structure may be such that a coupling member separate from the diffuser blades is coupled to the diffuser blades via a weld.
本開示にかかる多段ポンプによれば、ディフューザ羽根同士を連結することで、ディフューザ羽根の振動を効果的に抑制できる。一方、ディフューザ羽根の端部は結合構造以外の部分では開放されているため、開口部の形状を自由に設計でき、表面加工等も容易となる。 According to the multistage pump according to the present disclosure, the vibration of the diffuser blades can be effectively suppressed by connecting the diffuser blades. On the other hand, since the end portion of the diffuser blade is open at a portion other than the coupling structure, the shape of the opening portion can be freely designed, and surface processing and the like are facilitated.
以下、添付図面を参照しつつ、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態はあくまで一例であり、本開示を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments are merely examples, and do not limit the present disclosure.
以下で説明する実施形態は、いずれも本開示の望ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、あくまで一例であり、本開示を限定するものではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より望ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。また、図面において、同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状及び寸法比等については正確な表示ではない場合がある。また、製造方法においては、必要に応じて、各工程の順序等を変更でき、かつ、他の公知の工程を追加できる。
(第1実施形態)
Each of the embodiments described below shows a desirable specific example of the present disclosure. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present disclosure. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present disclosure are described as arbitrary constituent elements that constitute a more desirable form. In the drawings, the same reference numerals are sometimes omitted. In addition, the drawings schematically show each component for easy understanding, and there are cases where the shape, dimensional ratio, and the like are not accurately displayed. Moreover, in a manufacturing method, the order of each process etc. can be changed as needed, and another well-known process can be added.
(First embodiment)
第1の多段ポンプは、羽根車と該羽根車を収容するケーシングとを多段に配置した多段ポンプであって、多段ポンプは、ケーシング内に、羽根車と、羽根車の後流側に設けられたガイドベーンとを備え、ガイドベーンは、基板と、基板から延びる複数のディフューザ羽根を備え、ディフューザ羽根の基板と対向する端部が開放されることでオープン形状をなし、かつ、互いに隣接するディフューザ羽根がなす対の少なくとも一部において、ディフューザ羽根の開放された端部を互いに結合させて固定する結合構造を備える。 The first multistage pump is a multistage pump in which an impeller and a casing that accommodates the impeller are arranged in multiple stages. The multistage pump is provided in the casing on the downstream side of the impeller and the impeller. The guide vane includes a substrate and a plurality of diffuser blades extending from the substrate. The diffuser blade has an open shape by opening an end of the diffuser blade facing the substrate, and the diffuser blades are adjacent to each other. In at least a part of the pair formed by the blades, a coupling structure is provided that bonds and fixes the open ends of the diffuser blades together.
第2の多段ポンプは、第1の多段ポンプであって、各段が備えるディフューザ羽根の枚数が偶数であり、結合構造が、互いに隣接するディフューザ羽根がなす対の一つ置きに設けられている。 The second multi-stage pump is a first multi-stage pump, wherein the number of diffuser blades provided in each stage is an even number, and a coupling structure is provided for every other pair of diffuser blades adjacent to each other. .
第3の多段ポンプは、第1の多段ポンプであって、各段が備えるディフューザ羽根の枚数が奇数であり、結合構造が、周方向に連続する3枚のディフューザ羽根の開放された端部を互いに結合させて固定する部分を含む。 The third multi-stage pump is a first multi-stage pump, wherein the number of diffuser blades provided in each stage is an odd number, and the coupling structure is configured to connect the open end portions of the three diffuser blades continuous in the circumferential direction. It includes parts that are fixed together.
第4の多段ポンプは、第1ないし第3のいずれかの多段ポンプであって、結合構造は、ディフューザ羽根と一体に構成されている。 The fourth multistage pump is any one of the first to third multistage pumps, and the coupling structure is formed integrally with the diffuser blades.
第5の多段ポンプは、第1ないし第3のいずれかの多段ポンプであって、結合構造は、ディフューザ羽根とは別個の結合部材が、溶接部を介してディフューザ羽根と結合されている。 The fifth multi-stage pump is any one of the first to third multi-stage pumps, and the coupling structure has a coupling member that is separate from the diffuser blades and is coupled to the diffuser blades via a weld.
結合構造はガイドベーンと一体の削り出し又は溶接で製造されうる。結合構造はディフューザ羽根の主板より小さい円弧状の結合部材であってもよい。結合構造は軸心に近い位置に配置できる。結合構造はディーフューザ羽根のうち、羽根車の回転羽根に最も近い部位に配置できる。複数の結合構造は回転軸から径方向に同距離に固定されてもよい。 The coupling structure can be manufactured by machining or welding together with the guide vanes. The coupling structure may be an arc-shaped coupling member smaller than the main plate of the diffuser blade. The coupling structure can be arranged at a position close to the axis. The coupling structure can be arranged in a portion of the diffuser blade closest to the rotating blade of the impeller. The plurality of coupling structures may be fixed at the same distance in the radial direction from the rotation axis.
図1は、第1実施形態の多段ポンプの概略構成の一例を示す断面図である。図2は、図1の多段ポンプの概略構成の一例を示す部分断面図である。図3Aは、第1実施形態の多段ポンプが備える羽根車とガイドベーンの概略構成の一例を示す平面図である。図3Bは、第1実施形態の多段ポンプが備える戻り流路の概略構成の一例を示す平面図である。図4は、第1実施形態の多段ポンプが備えるガイドベーンの概略構成の一例を示す部分拡大斜視図である。以下、図1ないし図4を参照しつつ、第1実施形態の多段ポンプ100について説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a schematic configuration of the multistage pump according to the first embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the multistage pump of FIG. FIG. 3A is a plan view illustrating an example of a schematic configuration of an impeller and guide vanes included in the multistage pump according to the first embodiment. FIG. 3B is a plan view illustrating an example of a schematic configuration of a return flow path included in the multistage pump according to the first embodiment. FIG. 4 is a partially enlarged perspective view illustrating an example of a schematic configuration of a guide vane included in the multistage pump according to the first embodiment. Hereinafter, the multistage pump 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
図に示すように、多段ポンプ100は、羽根車102とケーシング108とガイドベーン204とを備える。 As shown in the figure, the multistage pump 100 includes an impeller 102, a casing 108, and guide vanes 204.
羽根車102とガイドベーン204とは、ケーシング108内に配設されている。 The impeller 102 and the guide vane 204 are disposed in the casing 108.
ガイドベーン204は、羽根車102の後流側に設けられている。図に示す例では、ガイドベーン204は、羽根車102の外周側に設けられている。換言すれば、ガイドベーン204は、羽根車102の径方向外側に羽根車102を取り巻くように設けられている。 The guide vane 204 is provided on the downstream side of the impeller 102. In the example shown in the figure, the guide vane 204 is provided on the outer peripheral side of the impeller 102. In other words, the guide vane 204 is provided on the radially outer side of the impeller 102 so as to surround the impeller 102.
ガイドベーン204は、基板201と、基板201から延びる複数のディフューザ羽根203とを供えている。ガイドベーン204は、オープン形状をなす。具体的には、ディフューザ羽根203の基板201と対向する端部が開放されることで、ガイドベーン204がオープン形状となる。開放されるとは、例えば、面として閉じられていないことをいう。 The guide vane 204 includes a substrate 201 and a plurality of diffuser blades 203 extending from the substrate 201. The guide vane 204 has an open shape. Specifically, the end of the diffuser blade 203 facing the substrate 201 is opened, so that the guide vane 204 has an open shape. “Open” means, for example, that the surface is not closed.
さらにガイドベーン204は、結合構造200を備える。結合構造200は、互いに隣接するディフューザ羽根203がなす対の少なくとも一部において、ディフューザ羽根203の開放された端部を互いに結合させて固定する。 Further, the guide vane 204 includes a coupling structure 200. The coupling structure 200 couples and fixes the open ends of the diffuser blades 203 to each other in at least a part of a pair formed by adjacent diffuser blades 203.
各段が備えるディフューザ羽根203の枚数が偶数であり、結合構造200が、互いに隣接するディフューザ羽根203がなす対の一つ置きに設けられていてもよい。 The number of the diffuser blades 203 included in each stage may be an even number, and the coupling structure 200 may be provided for every other pair of diffuser blades 203 adjacent to each other.
各段が備えるディフューザ羽根203の枚数が奇数であり、結合構造200が、周方向に連続する3枚のディフューザ羽根203の開放された端部を互いに結合させて固定する部分を含んでもよい。なおこの場合において、残余のディフューザ羽根203において、互いに隣接するディフューザ羽根203がなす対の一つ置きに結合構造200が設けられていてもよい。 The number of the diffuser blades 203 included in each stage may be an odd number, and the coupling structure 200 may include a portion that joins and fixes the open ends of the three diffuser blades 203 that are continuous in the circumferential direction. In this case, in the remaining diffuser blades 203, the coupling structure 200 may be provided for every other pair of diffuser blades 203 adjacent to each other.
以下、図1ないし図4を参照しつつ、多段ポンプ100のより具体的な構成例を説明する。なお、以下の説明は多段ポンプ100の一構成例を説明するものであって、第1実施形態の多段ポンプは以下に説明された構成に限定されるものではない。 Hereinafter, a more specific configuration example of the multistage pump 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In addition, the following description demonstrates the example of 1 structure of the multistage pump 100, Comprising: The multistage pump of 1st Embodiment is not limited to the structure demonstrated below.
多段ポンプ100は、軸101に固定された複数の羽根車102を備えている。羽根車102を取り囲むように複数の中胴103が配置されている。各中胴103の内部にはガイドベーン204と戻り流路115が設けられている。ガイドベーン204内の流路と戻り流路115とは貫通流路202で連結されており、各段の羽根車102で昇圧された液体を次の段の羽根車102に導くようになっている。中胴103は、軸方向(軸101の延びる方向)に沿って重ね合わされており、これら中胴103は複数の通しボルト150により互いに固定されている。さらにこれら中胴103を囲むようにケーシング108が配置されている。ケーシング108には液体の吸込口109および吐出口110が設けられている。これら中胴103およびケーシング108により、二重ケーシング構造が構成されている。 The multistage pump 100 includes a plurality of impellers 102 fixed to a shaft 101. A plurality of inner cylinders 103 are arranged so as to surround the impeller 102. A guide vane 204 and a return flow path 115 are provided inside each middle cylinder 103. The flow path in the guide vane 204 and the return flow path 115 are connected by the through flow path 202 so that the liquid pressurized by the impeller 102 at each stage is guided to the impeller 102 at the next stage. . The middle drums 103 are overlapped along the axial direction (direction in which the shaft 101 extends), and these middle drums 103 are fixed to each other by a plurality of through bolts 150. Further, a casing 108 is disposed so as to surround these inner cylinders 103. The casing 108 is provided with a liquid suction port 109 and a discharge port 110. The inner cylinder 103 and the casing 108 constitute a double casing structure.
軸101の端部は図示しない駆動機(例えばモータ)に連結され、この駆動機により羽根車102が回転するようになっている。羽根車102が回転すると、吸込口109から液体が吸い込まれて羽根車102に導かれ、各羽根車102によって順次昇圧される。中胴103とケーシング108との間の空間は昇圧された液体で満たされ、吐出口110から液体が排出される。このように、中胴103は、昇圧される途中の液体と昇圧された液体とを仕切る機能を有し、ケーシング108は、昇圧された液体の外部への漏洩を防止する機能を有する。 An end portion of the shaft 101 is connected to a driving machine (for example, a motor) (not shown), and the impeller 102 is rotated by this driving machine. When the impeller 102 rotates, liquid is sucked from the suction port 109 and guided to the impeller 102, and the pressure is sequentially increased by each impeller 102. The space between the middle cylinder 103 and the casing 108 is filled with the pressurized liquid, and the liquid is discharged from the discharge port 110. Thus, the middle cylinder 103 has a function of partitioning the liquid being pressurized and the pressurized liquid, and the casing 108 has a function of preventing leakage of the pressurized liquid to the outside.
図2は、図1に示す多段ポンプの一部を示す模式断面図である。図2に示すように、羽根車102の段数と同じ段数の中胴103A〜3Dが重ね合わされている。各中胴とガイドベーン204および戻り流路115との間には位置決めピン107が装着されており、この位置決めピン107により中胴103A〜103Dとガイドベーン204および戻り流路115との相対位置が固定されている。一段目の中胴103Aの端面とケーシング108との間には環状のガスケット114が配置されている。最終段の中胴103Dに隣接して押し付け部材112が配置されており、この押し付け部材112の内部には、最終段の羽根車102を囲むようにディフューザ113が形成されている。中胴103A〜103Dと押し付け部材112は、複数の通しボルト150(図2では1つの通しボルト150のみを示す)により互いに締結されている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of the multistage pump shown in FIG. As shown in FIG. 2, middle cylinders 103 </ b> A to 3 </ b> D having the same number of stages as the impeller 102 are overlapped. Positioning pins 107 are mounted between the middle cylinders and the guide vanes 204 and the return flow path 115, and the relative positions of the middle cylinders 103 </ b> A to 103 </ b> D, the guide vanes 204 and the return flow paths 115 are set by the positioning pins 107. It is fixed. An annular gasket 114 is disposed between the end surface of the first-stage inner cylinder 103 </ b> A and the casing 108. A pressing member 112 is disposed adjacent to the middle drum 103D of the final stage, and a diffuser 113 is formed inside the pressing member 112 so as to surround the impeller 102 of the final stage. The middle cylinders 103A to 103D and the pressing member 112 are fastened to each other by a plurality of through bolts 150 (only one through bolt 150 is shown in FIG. 2).
羽根車102の回転によって昇圧された液体は押し付け部材112および中胴103A〜103Dを吸込側に押圧し、これにより一段目の中胴103Aの端面がガスケット114をケーシング108に押し付ける。このように、一段目の中胴103Aとケーシング108との間に挟まれたガスケット114は、昇圧された液体が吸込側の領域に流れ込むことを防止するシールとして機能する。 The liquid pressurized by the rotation of the impeller 102 presses the pressing member 112 and the inner cylinders 103 </ b> A to 103 </ b> D toward the suction side, whereby the end surface of the first intermediate cylinder 103 </ b> A presses the gasket 114 against the casing 108. As described above, the gasket 114 sandwiched between the first-stage inner cylinder 103A and the casing 108 functions as a seal that prevents the pressurized liquid from flowing into the region on the suction side.
図3Aに示す例では、1個の羽根車102につき回転羽根104が5枚固定されている。羽根車102は軸101に固定されており、軸101の回転に伴って、回転羽根104が回転する。 In the example shown in FIG. 3A, five rotating blades 104 are fixed to one impeller 102. The impeller 102 is fixed to the shaft 101, and the rotating blade 104 rotates as the shaft 101 rotates.
軸方向から見て、1個の羽根車102の外側に、1個のガイドベーン204が設けられている。軸101が回転しても、ガイドベーン204は固定されている。ガイドベーン204には12枚のディフューザ羽根203が固定されている。通しボルト150の締結により、ディフューザ羽根203が中胴103の壁(ケーシング108から、軸101に垂直な方向に内側へと延びる壁)に押し付けられることで、該壁と、基板201と、一対のディフューザ羽根203とに囲まれた流路が形成される。該流路の下流側の末端には貫通流路202が形成されている。貫通流路202は、基板201を貫通する流路である。貫通流路202はガイドベーン204の外周部において基板201を貫通する。 A single guide vane 204 is provided outside the single impeller 102 as viewed from the axial direction. Even if the shaft 101 rotates, the guide vane 204 is fixed. Twelve diffuser blades 203 are fixed to the guide vane 204. By fastening the through bolt 150, the diffuser blade 203 is pressed against the wall of the middle drum 103 (a wall extending inwardly from the casing 108 in a direction perpendicular to the shaft 101), so that the wall, the substrate 201, and a pair of A flow path surrounded by the diffuser blades 203 is formed. A through channel 202 is formed at the downstream end of the channel. The through channel 202 is a channel that penetrates the substrate 201. The through channel 202 penetrates the substrate 201 at the outer periphery of the guide vane 204.
基板201は、多段ポンプ100の軸101に垂直な平面方向に延びる。ディフューザ羽根203は、基板201に対し垂直方向(軸101に平行な方向)に延びる。ただし、ディフューザ羽根203は、基板201に対し斜めに延びてもよい。ディフューザ羽根203が上向きに伸びるように基板201を水平に置いた場合、ディフューザ羽根203の上端が開放されている。この場合、結合構造200は、ディフューザ羽根203の上端同士を相互に固定する。 The substrate 201 extends in a plane direction perpendicular to the axis 101 of the multistage pump 100. The diffuser blade 203 extends in a direction perpendicular to the substrate 201 (a direction parallel to the axis 101). However, the diffuser blade 203 may extend obliquely with respect to the substrate 201. When the substrate 201 is placed horizontally so that the diffuser blade 203 extends upward, the upper end of the diffuser blade 203 is open. In this case, the coupling structure 200 fixes the upper ends of the diffuser blades 203 to each other.
図に示す例では、結合構造200は、ガイドベーンの内周に沿って延びる棒である。図に示す例では、結合構造200は1対のディフューザ羽根203につき1個設けられているが、1対のディフューザ羽根203につき複数個設けられてもよい。結合構造200とディフューザ羽根203とは、上端が同一の平面をなしてもよい。かかる構成では中胴103の壁とのシーリングが容易となる。 In the example shown in the figure, the coupling structure 200 is a bar extending along the inner periphery of the guide vane. In the example shown in the figure, one coupling structure 200 is provided for each pair of diffuser blades 203, but a plurality of coupling structures 200 may be provided for each pair of diffuser blades 203. The coupling structure 200 and the diffuser blade 203 may form the same plane at the upper ends. With such a configuration, sealing with the wall of the middle trunk 103 is facilitated.
結合構造200は、削り出し等により、ディフューザ羽根203と一体に構成されてもよい。あるいは結合構造200は、溶接により、ディフューザ羽根203とは別個の結合部材が、溶接部を介してディフューザ羽根203と結合されて構成されてもよい。 The coupling structure 200 may be configured integrally with the diffuser blade 203 by cutting or the like. Alternatively, the coupling structure 200 may be configured such that a coupling member separate from the diffuser blade 203 is coupled to the diffuser blade 203 via a welded portion by welding.
結合構造200は、例えば、各段毎に、全てのディフューザ羽根203を互いに固定するように設けられてもよい。この場合、結合構造200は、リング状、すなわち平面視において円周をなしてもよい。 The coupling structure 200 may be provided, for example, so as to fix all the diffuser blades 203 to each other for each stage. In this case, the coupling structure 200 may have a ring shape, that is, a circumference in a plan view.
ディフューザ羽根203の基板201と反対側が全面にわたって板材で覆われた構成(クローズ形状)では、加工がしにくく、表面加工精度も悪くなりやすい。一方、ディフューザ羽根203の基板201と反対側が全面にわたって開放された構成(従来のオープン形状)では、ポンプ作動時に、ディフューザ羽根203が振動しやすく、該振動によりディフューザ羽根203が破損する可能性があった。 In a configuration (closed shape) in which the opposite side of the diffuser blade 203 to the substrate 201 is entirely covered with a plate material (closed shape), processing is difficult and surface processing accuracy is likely to deteriorate. On the other hand, in a configuration in which the side opposite to the substrate 201 of the diffuser blade 203 is open over the entire surface (conventional open shape), the diffuser blade 203 is likely to vibrate during pump operation, and the diffuser blade 203 may be damaged by the vibration. It was.
本実施形態のように、ディフューザ羽根203の開放された端部の一部にのみ結合構造200を設ける(セミオープン形状)ことで、振動が抑制されるのみならず、加工がしやすくなり、表面加工精度および表面仕上げ精度も容易に高くできる。 As in the present embodiment, by providing the coupling structure 200 only at a part of the open end of the diffuser blade 203 (semi-open shape), not only vibration is suppressed, but processing becomes easier, and the surface Processing accuracy and surface finishing accuracy can be easily increased.
図4に示す例では、ディフューザ羽根203Aの上端とディフューザ羽根203Bの上端とが、一部(図の例では羽根車102側の端部)において、結合構造200により結合されて固定されている。基板201と、ディフューザ羽根203Aと、ディフューザ羽根203Bと、結合構造200とで、羽根車102に対向する(軸101に向けた)開口206が形成される。基板201を水平方向に底面をなすように置いた場合に、ガイドベーン204は、ディフューザ羽根203Aとディフューザ羽根203Bとの間に上方に向けた開口205を有する。結合構造200の形状、太さ、材料等は、ディフューザ羽根203の振動を適切に抑制できる程度に、適宜に設定されうる。 In the example shown in FIG. 4, the upper end of the diffuser blade 203 </ b> A and the upper end of the diffuser blade 203 </ b> B are coupled and fixed by a coupling structure 200 at a part (the end portion on the impeller 102 side in the illustrated example). The substrate 201, the diffuser blade 203A, the diffuser blade 203B, and the coupling structure 200 form an opening 206 that faces the impeller 102 (toward the shaft 101). When the substrate 201 is placed so as to form a bottom surface in the horizontal direction, the guide vane 204 has an opening 205 directed upward between the diffuser blade 203A and the diffuser blade 203B. The shape, thickness, material, and the like of the coupling structure 200 can be appropriately set to such an extent that the vibration of the diffuser blade 203 can be appropriately suppressed.
図3Bに示す例では、基板201のディフューザ羽根203と反対側の面に、12枚の戻り案内羽根105が固定されている。戻り案内羽根105同士の間には戻り流路115が形成される。戻り流路115の上流側の末端には貫通流路202が形成されている。戻り案内羽根105の基板201と反対側は、中胴103の壁(ケーシング108から、軸101に垂直な方向に内側へと延びる壁)により封止されているが、軸101側は円周状に開放されて開口が形成されている。該開口を通じて、液体が戻り流路115から羽根車102へと流れる(図2参照)。戻り流路115とガイドベーン204とは同一部材で構成されていてもよいし、別部材で構成されていてもよい。 In the example shown in FIG. 3B, twelve return guide vanes 105 are fixed to the surface of the substrate 201 opposite to the diffuser vanes 203. A return flow path 115 is formed between the return guide blades 105. A through channel 202 is formed at the upstream end of the return channel 115. The side opposite to the substrate 201 of the return guide vane 105 is sealed by a wall of the inner drum 103 (a wall extending inwardly from the casing 108 in a direction perpendicular to the shaft 101), but the shaft 101 side has a circumferential shape. An opening is formed. Through the opening, liquid flows from the return flow path 115 to the impeller 102 (see FIG. 2). The return flow path 115 and the guide vane 204 may be composed of the same member, or may be composed of different members.
第1実施形態の構成では、開口部が大きく取れ、振動を効率よく抑制できる。また、製作が容易であり、コストも低減できる。 In the configuration of the first embodiment, a large opening can be taken and vibration can be efficiently suppressed. Further, the manufacturing is easy and the cost can be reduced.
上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造および/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many modifications and other embodiments of the present disclosure are apparent to persons skilled in the art. Accordingly, the foregoing description is to be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the disclosure. Details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the present disclosure.
13 羽根車
16 ケーシング
74 主板
77 ガイドベーン
76a 渦巻室
76b 戻り流路
100 多段ポンプ
101 軸
102 羽根車
103 中胴
104 回転羽根
105 戻り案内羽根
107 位置決めピン
108 ケーシング
109 吸込口
110 吐出口
112 押し付け部材
113 ディフューザ
114 ガスケット
115 戻り流路
150 通しボルト
200 結合構造
201 基板
202 貫通流路
203 ディフューザ羽根
204 ガイドベーン
205 開口
206 開口
13 impeller 16 casing 74 main plate 77 guide vane 76a swirl chamber 76b return flow path 100 multistage pump 101 shaft 102 impeller 103 inner cylinder 104 rotary blade 105 return guide vane 107 positioning pin 108 casing 109 suction port 110 discharge port 112 pressing member 113 Diffuser 114 Gasket 115 Return flow path 150 Through bolt 200 Bonding structure 201 Substrate 202 Through flow path 203 Diffuser blade 204 Guide vane 205 Opening 206 Opening
Claims (5)
前記多段ポンプは、前記ケーシング内に、前記羽根車と、前記羽根車の後流側に設けられたガイドベーンとを備え、
前記ガイドベーンは、
基板と、前記基板から延びる複数のディフューザ羽根を備え、
前記ディフューザ羽根の前記基板と対向する端部が開放されたオープン形状をなし、かつ、
互いに隣接する前記ディフューザ羽根がなす対の少なくとも一部において、前記ディフューザ羽根の前記開放された端部を互いに結合させて固定する結合構造を備える、
多段ポンプ。 A multistage pump in which an impeller and a casing for housing the impeller are arranged in multiple stages,
The multi-stage pump includes the impeller and a guide vane provided on the downstream side of the impeller in the casing.
The guide vane is
A substrate and a plurality of diffuser blades extending from the substrate;
An open shape in which an end portion of the diffuser blade facing the substrate is opened, and
A coupling structure for coupling and fixing the open ends of the diffuser blades to each other in at least a part of a pair formed by the diffuser blades adjacent to each other;
Multistage pump.
前記結合構造が、互いに隣接する前記ディフューザ羽根がなす対の一つ置きに設けられている、
請求項1に記載の多段ポンプ。 The number of the diffuser blades provided in each stage is an even number;
The coupling structure is provided for every other pair of the diffuser blades adjacent to each other.
The multistage pump according to claim 1.
前記結合構造が、周方向に連続する3枚の前記ディフューザ羽根の前記開放された端部を互いに結合させて固定する部分を含む、
請求項1に記載の多段ポンプ。 The number of the diffuser blades included in each stage is an odd number,
The coupling structure includes a portion that couples and fixes the open ends of the three diffuser blades that are continuous in the circumferential direction.
The multistage pump according to claim 1.
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